[发明专利]非均匀工况下的串-并联光伏阵列输出特性曲线建模方法

权利要求书

1.非均匀工况下的串-并联光伏阵列输出特性曲线建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测试并计算各串-并联结构光伏阵列上的各光伏组件参数；

S2、基于各光伏组件参数，计算不同工况下各光伏组件的关键点数据；

S3、利用各光伏组件的关键点数据，基于Bezier函数确定不同工况下各光伏组件的Bezier输出特性曲线；

S4、基于各光伏组件的Bezier输出特性曲线，对光伏阵列中各串联支路上的相同工况的光伏组件进行分类，并确定对应的输出特性曲线；

S5、基于输出特性曲线，对各串联支路上的各种工况下的光伏组件的输出电流及电压进行区间划分；

S6、基于各串联支路上各工况下的光伏组件的输出电流及电压的区间划分结果，绘制出变化工况下各串联支路的输出特性曲线；

S7、基于各串联支路的输出特性曲线，确定其对应的输出电流序列及输出电压序列，并计算各串联支路上总的开路电压，作为对应并联支路的开路电压；

S8、对各并联支路上的开路电压进行排序，并基于排序结果对各并联支路的输出电压序列及输出电流序列进行区间划分；

S9、基于输出电压序列及输出电流序列的区间划分结果，绘制出串-并联光伏阵列的输出特性曲线；所述步骤S1中的光伏组件参数包括各光伏组件工作时的实际辐照度G_b及实际结温T_b、各光伏组件标准工况下的最大功率点电压V_m、开路电压V_oc、最大功率点电流I_m、短路电流I_sc、各光伏组件二极管理想因子A和各光伏组件的热电压V_t；

其中，光伏组件二极管理想因子A为：

式中，V_m为标准工况下的最大功率点电压，V_oc为标准工况下的开路电压，I_m为标准工况下的最大功率点电流，I_sc为标准工况下的短路电流；

光伏组件的热电压V_t为：

式中，K为玻尔兹曼常数，q为电子电量；

所述步骤S3中的Bezier输出特性曲线包括第一条Bezier输出特性曲线和第二条Bezier输出特性曲线；

所述步骤S3中，确定同一串-并联支路上的不同工况的光伏组件的Bezier输出特性曲线的方法具体为：

A1、在平行于开路电压和短路电流连线的平行线且经过最大功率点的直线上，确定第一条2阶Bezier函数控制点位置的坐标(V_c,I_c)；

V_c＝V_mb-y₁V_ocb

I_c＝I_mb+y₁I_scb

式中，V_mb为变化工况下光伏组件的最大功率点电压，V_ocb为变化工况下光伏组件的开路电压，I_mb为变化工况下光伏组件的最大功率点电流，I_scb为变化工况下光伏组件的短路电流，y₁为第一条2阶Bezier函数的长度比，且y₁＝-k₁FF+b₁，k₁为第一比例系数，b₁为第一偏置量；

A2、基于第一条2阶Bezier函数控制点位置的坐标(V_c,I_c)，计算第一条Bezier输出特性曲线；

A3、同理步骤A1，确定第二条2阶Bezier函数控制点位置的坐标(V_d,I_d)；

V_d＝y₂V_ocb+V_mb

I_d＝I_mb-y₂I_scb

式中，y₂为第一条2阶Bezier函数的长度比，且y₂＝-k₂FF+b₂，k₂为第二比例系数，b₂为第二偏置量；

A4、基于第二条2阶Bezier函数控制点位置的坐标(V_d,I_d)，计算第二条Bezier输出特性曲线；

所述步骤S4中，对一条串联支路上的相同工况的光伏组件进行分类，并确定对应的输出特性曲线的方法具体为：

B1、将第一条2阶Bezier输出特性曲线及第二条Bezier输出特性曲线的横坐标按从小到大的顺序排列，得到数列HD1；

B2、将第一条2阶Bezier输出特性曲线及第二条Bezier输出特性曲线的纵坐标按从大到小的顺序排列，得到数列ZD1；

B3、将数列HD1中的每个值乘以当前串联支路中相同工况的光伏组件的数量，得到数列M*HD1；

B4、以数列M*HD1中的值为横坐标，以数列ZD1中的值为纵坐标，绘制当前工况下光伏组件的输出特性曲线；

B5、重复步骤B2-B4，得到当前串-并联支路上K种工况下的光伏组件对应的输出特性曲线；

其中，相同工况是短路电流、开路电压和最大功率点电压及电流均相等的工况。